模具設(shè)計與制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計

1、 目錄一前言- -2二. 塑件材料的選擇及性能-3三注塑成型的準(zhǔn)備-6四.成型部分及其零部件設(shè)計-10五.成型零件工作尺寸計算-15六.模架的確定-20七導(dǎo)向與定位機構(gòu)-21八推出機構(gòu)的設(shè)計-22九澆注系統(tǒng)設(shè)計-22十排氣設(shè)計-31十一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計-31十二型芯型腔的加工-34(1)芯的加工-34 （2腔的加工-40十三模具價格估算-42十四.結(jié)束語-42十五.參考文獻-43十六.教師評語- -43一 前言序言幾年的大學(xué)學(xué)習(xí)已經(jīng)結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是其中最后一個環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用，因此模具也得到

2、了越來越快的發(fā)展。在完成大學(xué)學(xué)習(xí)和課程及生產(chǎn)實習(xí)中，我熟練地掌握了機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和模具設(shè)計專業(yè)課方面的知識，對模具設(shè)計與制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我也進行了大量的實習(xí)。在讀書期間我就在蕪湖奇瑞汽車有限公司沖壓車間實習(xí)過一段時間，加上這半年來在廣東和訊有限公司工作所獲得的實際工作經(jīng)驗，使我對于模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具結(jié)構(gòu)及其相關(guān)零件的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在業(yè)余查閱了很多相關(guān)資料并結(jié)合親

3、手拆裝的一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在書店借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。限于學(xué)生水平，而且缺乏足夠經(jīng)驗，設(shè)計中難免有不妥之處，望請各位老師指正設(shè)計：零八年五月1模具基礎(chǔ)知識在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力機和裝夾在壓力機上的專用工具，通過壓力機的壓力，使金屬或非金屬材料在專用工具內(nèi)變形，流動獲得所需要的形狀和尺寸的制件，這種專用工具統(tǒng)稱為模具。模具是成型金屬，塑料，橡膠，玻璃，陶瓷等制件的基

4、礎(chǔ)裝備，是工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展和實現(xiàn)少，無切削加工技術(shù)不可缺少的工具。如汽車，拖拉機，電器，電機，儀器，儀表，電子等行業(yè)有60%80%的零件需要模具加工，輕工日用品的生產(chǎn)需要的模具更多，螺釘，螺母，墊圈等標(biāo)準(zhǔn)零件，沒有模具就無法大量生產(chǎn)。由此看來，模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備之一。模具是一種高效率的工藝裝備，用模具進行各種材料的成型，可實現(xiàn)高速度的大批量生產(chǎn)，并能在大量生產(chǎn)條件下穩(wěn)定的保證制件的質(zhì)量，節(jié)約原材料。因此，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具的應(yīng)用日益廣泛，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。許多現(xiàn)代工業(yè) 發(fā)展和技術(shù)水平的提高，在很大的程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。是模具工業(yè)的水平

5、和發(fā)展?fàn)顩r已被認(rèn)為是衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。2利用模具加工制品的優(yōu)點（1） 生產(chǎn)效率高，可實現(xiàn)制品與零件的高速度大量的生產(chǎn)。（2） 節(jié)約原材料，可實現(xiàn)少，無切削加工。（3） 制件質(zhì)量穩(wěn)定，有良好的互換性。（4） 操作工藝簡單，利用模具生產(chǎn)制品時，不需要操作者有教高的技藝水平。（5） 利用模具批量生產(chǎn)的零件和制件成本低廉。（6） 所加工出的零件與制品可一次成型，不需要進行再加工。（7） 能制造出用其他方法難以加工，形狀比較復(fù)雜的零件制品。（8） 容易實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化和半自動化。3注塑模設(shè)原則（1）選用合理的模具結(jié)構(gòu) 合理的模具結(jié)構(gòu)是獲得正確的塑件尺寸和形狀的主要條件之一。（2）塑件的

6、側(cè)孔和側(cè)凹，盡量要由模具一次成型 在模具設(shè)計時，為了獲得側(cè)凹和側(cè)孔，應(yīng)考慮鑲嵌抽芯機構(gòu)。（3）所設(shè)計的模具的推桿頂出機構(gòu)，要在使用時迅速可靠。（4）所設(shè)計的模具，在零件成型后其澆口，澆道應(yīng)容易去除。（5）用模具注塑成型的零件，其表面粗糙度應(yīng)細微，硬度要高，使用壽命長。（6）所設(shè)計的模具應(yīng)制造容易，生產(chǎn)周期短，成本要低廉。（7）選擇分型面時，應(yīng)確保塑件留在動模一側(cè)。（8）要選擇容易成型的澆道和流道。（9）在設(shè)計模具時，要選擇能迅速冷卻的型腔與型芯。（9） 所設(shè)計的模具，應(yīng)容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，并長期連續(xù)運作不出故障。二 塑件材料的選擇及性能1材料:pe（1） 基本性能:pe是乙烯的共聚化合物，是塑

7、料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種。按聚合時采用的壓力不同可分為高壓、低壓、中壓三種。低壓聚乙烯的分子鏈上的支連鏈較少，相對分子質(zhì)量結(jié)晶度和密度較高（故又稱高密度聚乙烯收縮率1.5-3.5）。所以比較硬耐磨耐蝕耐熱及絕緣性好。高壓聚乙烯有很多支鏈，因而相對分子質(zhì)量較小，結(jié)晶度和密度較底（故稱低密度聚乙烯收縮率1.5-3.0）。且有叫好的柔軟性和耐沖擊性及透明性。.聚乙烯無毒無味,呈乳白色,成型的塑件有較好的光澤,密度為0.91-0.96g/cm3。(2) 主要用途: 聚乙烯在機械工業(yè)上用來制塑料管塑料板塑料繩以及承載不高的零件，如齒輪、軸承等，高壓聚乙烯常用來制作塑料薄膜、軟管、塑料瓶、以及電器工業(yè)的絕緣

8、零件和包裹電纜等。.(3) 成型特點:1.結(jié)晶料，吸濕性小。2.流動性好。溢邊值0.02mm左右，流動性對壓力變化敏感。3.可能發(fā)生熔融破裂，與有機溶劑接觸可發(fā)生開裂。4.加熱時間過長會發(fā)生分解燒焦。5.冷卻速度慢，因此必須充分冷卻，宜設(shè)冷料穴，模具要有冷卻系統(tǒng)。6.收縮率大。取向性明顯，質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時可強行脫模。（4）pe成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現(xiàn)熔接痕、塑件耐熱性不高（連續(xù)工作溫度為70c左右熱變形溫度約為93c）、耐氣候性差（在紫外線作用下易變硬變脆）。 消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具預(yù)熱溫度。（5）p

9、e主要技術(shù)指標(biāo) 熱物理性能密度(g/ cm3) 0.910.96 比熱容(j/kg-1k-1) 12551674 滯流溫度130 力學(xué)性能屈服強度（mpa） 50 抗拉強度(mpa) 38 斷裂伸長率() 35 拉伸彈性模量(gpa) 1.8 抗彎強度(mpa) 80 彎曲彈性模量(gpa) 1.4 抗壓強度(mpa) 53 抗剪強度(mpa) 24 沖擊韌度 (簡支梁式) 無缺口 261 布氏硬度 9.7r121 缺 口 11 電氣性能表面電阻率（） 1.21013 體積電阻率（/m） 6.91014 擊穿電壓（kv/mm） 介電常數(shù)（106hz） 3.04 介電損耗角正切（106hz） 0

10、.007 耐電弧性(s) 5085 2塑件的功能特性一個完整的塑件不僅要具有一定的實用價值，塑件在形狀，尺寸，表面質(zhì)量，物理機械性能等方面，均有一定的指標(biāo)要求。因此，塑件設(shè)計者必須根據(jù)塑件使用功能，使用環(huán)境，受力狀況，使用特點等，正確選擇塑件材料，設(shè)計其幾何結(jié)構(gòu)，確定其幾何尺寸的精度，以及各種使用性能指標(biāo)要求。要能夠設(shè)計出價廉物美，堅固耐用，令人喜愛的塑件來。令使用者感到安全，方便，舒適。本次設(shè)計的是如圖1-1所示的塑件，.該塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時對熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低;作為一種小塑件,生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn),這樣,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命,在材料

11、的選擇時要綜合各種因素塑件的產(chǎn)品圖如圖1-1所示圖1-13塑件的工藝結(jié)構(gòu)特性在設(shè)計塑件時，要選擇合適的材料，以保證在使用過程中的可靠性以及加工過程中的可行性，用以確定成型方法及成型工藝對塑件提出的工藝結(jié)構(gòu)要求。塑件的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計主要內(nèi)容包括：塑件內(nèi)外側(cè)壁應(yīng)有恰當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍?，?nèi)外表面接合處，即隅角處，加強筋端部和根部等以及所有能允許設(shè)計圓角的地方均應(yīng)設(shè)計成圓角。塑件壁厚要均勻，加強筋，凸臺，支承面，邊緣，底部形狀的設(shè)計要保證其強度，利于其成型與脫模。金屬嵌件要滿足塑件使用功能要求，與塑件連接牢固性要求，成型時方便在模具中固定，成型后容易從模具中脫出。塑件表面花紋，圖案，文字，符號等的設(shè)計要考慮其

12、成型與脫模，使用中的損傷，模具加工等問題。此外，處于塑件外形輪廓最大部分的分型線痕跡，不影響其工作特性及表觀質(zhì)量。因此，在進行塑件工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要充分了解其在使用中的機能，又要熟悉材料的性能特點，成型工藝過程及特點。只有正確的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計，才能保證塑件順利成型，脫模，確保塑件質(zhì)量，避免 塑件在成型中出現(xiàn)裂紋，凹陷，氣孔，銀紋，疏松，污斑等一系列成型缺陷。除上述以外，還應(yīng)對塑件的焊接，電鍍，涂裝，印刷，壓花，機械加工等后續(xù)工序予以考慮，并在塑件結(jié)構(gòu)上采取相應(yīng)的措施，以保證這些加工的順利進行，并確保加工質(zhì)量。三注塑成型的準(zhǔn)備1注塑成型工藝條件注塑成型工藝條件1）溫度；注塑成型過程中需要控制的溫度

13、有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。pe料與溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)如表1-1所示。表1-1 溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)料筒溫度 /噴嘴溫度/模具溫度/熱變形溫度 /后段中段前段1.82mpa0.45mpa15021017023019025024025057565962）壓力；注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動的阻力，提供充模速度及對熔料進行壓實等。保壓

14、力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對于像pe流動性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時的剪切作用增強，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，背壓的使用范圍約為3.427.5mpa。3）時間；完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。包括注射時間，保壓時間，冷卻時間，其他時間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時間，以

15、提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實際生產(chǎn)中注射時間一般為35秒，保壓時間一般為20120秒，冷卻時間一般為30120秒（這三個時間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時間越長）。表1-2 成型周期與壁厚關(guān)系制件壁厚 /mm成型周期 / s制件壁厚 / mm成型周期 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 經(jīng)過上面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因為各個推薦值有差別，而且有的與實際注塑成型時的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表1-3所示。表1-3 制品

16、成型工藝參數(shù)初步確定 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容注塑機類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 48 噴嘴形式 直通式 模具溫度 50噴嘴溫度() 230 后段溫度() 150210中段溫度() 170230 前段溫度() 190250 注射壓力mpa 90 保壓力mpa 80注射時間s 1.5 保壓時間 s 5冷卻時間s 20 其他時間s 3成型周期s 30 成型收縮(%) 0.6干燥溫度() 6080 干燥時間() 13 后處理溫度70，保溫時間2小時。2注塑機的選擇1）. 注塑機基本參數(shù)注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時間

17、等.這些參數(shù)是設(shè)計,制造,購買和使用注塑機的主要依據(jù).(1)公稱注塑量；指在對空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時,注射裝置所能達到的最大注射量,反映了注塑機的加工能力.(2)注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時的流動阻力,螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力.(3)注射速率；為了使熔料及時充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度.常用的注射速率如表1-4所示。表1-4 注射量與注射時間的關(guān)系注射量/cm 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10

18、000注射速率/cm/s 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射時間/s 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4)塑化能力；單位時間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會加長成型周期.(5)鎖模力；注塑機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開.(6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍.(7)開合模

19、速度；為使模具閉合時平穩(wěn),以及開模,推出制件時不使塑料制件損壞,要求模板在整個行程中的速度要合理,即合模時從快到慢,開模時由慢到快在到停.(8)空循環(huán)時間；在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時間.2).選擇注塑機經(jīng)ug估算該制品的重量為18.9克，所以該制品的體積為v制=m/p=18.9g/0.95g/ cm=21.05317.955 cm 流道凝料v=0.5v(流道凝料的體積(質(zhì)量)是個未知數(shù),根據(jù)手冊取0.5v(0.5m)來估算,塑件越大則比例可以取的越小)；實際注射量為:v=1.5v=1.517.955 cm= 26933 mm實際注射質(zhì)量為m=1.5

20、m=18.91.5=28.35g；根據(jù)實際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即： 0.8v v v= v/0.8 =269330.8= 33665.6 mm =33.67cm初步確定注塑機為下表所示，查國產(chǎn)注射機主要技術(shù)參數(shù)表取xs-z-60,主要技術(shù)參數(shù)如下。表1-5 國產(chǎn)注射機xs-z-60技術(shù)參數(shù)表特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥拉桿內(nèi)間距(mm)190300額定注射量（cm）60開模行程(mm)180螺桿(柱塞)直徑(mm)38最大模具厚度(mm)200注射壓(mp)122最小模具厚度(mm)70注射速率(g/s)95鎖模形式(mm)液壓-機械塑化能力(g/s)40模具定位孔直徑(mm)

21、100螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)0200噴嘴球半徑(mm)10鎖模力(kn)800噴嘴口直徑-3注射機的校核1)最大注塑量的校核為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應(yīng)在公稱注塑量的35%75%范圍內(nèi)，最大可達80%，最小不小于10%。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在50%80%。 v =26933 mm v100cm； 26.933 100100%=26.93% 滿足要求。2）模具厚度（閉合高度h）的效核 閉合高度h必須滿足下式 hminhhmax式中hmin-注射機所允許的最小模具厚度 hmax-注射機所允許的最大模具厚度 h-閉合高度 7015020

22、0 滿足要求3）開模行程的效核對于象此塑件的單分型面的注射模需滿足下式 smaxs= h1 +h2+510mm式中 h1-脫模距離mm h2-包括澆注系統(tǒng)疑料在內(nèi)的塑件高度mm 180 88.5= 18.5 +65+510mm 滿足要求四.成型部分及其零部件設(shè)計注塑模具每一次注射循環(huán)所能成型的塑件數(shù)量是由模具的型腔數(shù)目決定的。型腔數(shù)目及排列方式，分型面的位置決定了塑件在模具中的成型位置。1型腔數(shù)量及排列方式當(dāng)塑料制件的設(shè)計已經(jīng)完成，并選定所用材料后，就需要考慮是采用單腔模還是多腔模。注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關(guān)因素：（1）塑件制件的

23、批量和交貨周期 如果必須在相當(dāng)短的時間內(nèi)注射成型大批量的產(chǎn)品，則使用多腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件（2）質(zhì)量控制要求 塑件的質(zhì)量控制要求是指其尺寸，精度，性能及表面粗糙度要求等。如前所述，每增加一個型腔，由于型腔的制造誤差和成型工藝誤差的影響，塑件的尺寸精度要降低4%8%，因此多型腔模具（n4）一般不能生產(chǎn)高精度塑件,高精度塑件寧可一模一腔,保證質(zhì)量. (3)成型的塑料品種與塑件的形狀及尺寸 (4)塑料制件的成本 (5)所選用的注塑機的技術(shù)規(guī)范 根據(jù)上述要點再結(jié)合塑件本身特點分析, 考慮到該塑件是一般用品,查手冊得塑件的經(jīng)濟精度推薦4級, ,所以初定為一模四腔最合理.排列形式如圖1-2所示 圖1

24、-22分型面的確定為了將零件和澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具內(nèi)取出，以及為了安放嵌件，將模具適當(dāng)?shù)姆殖蓛蓚€或若干個主要部分，這些可以分離部分的接觸表面，通稱為分型面。常見的取出塑件的主分面，與開模方向垂直。從分型面數(shù)目來看，有單分型面，雙分型面，多分型面。從分型面形狀來看，有平面，斜面，階梯面，曲面。從分型面與開模方向關(guān)系來看，有平行于開模方向，垂直于開模方向，與開模方向成一斜角。選擇塑件的分型面時應(yīng)考慮以下基本原則：（1） 分型面應(yīng)選擇在塑件最大輪廓處；當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處，即通過該方向上塑件的截面積最大，否則塑件無法從型腔中脫出。（2） 確定有利的留模

25、方式，盡可能將塑件留在動模一側(cè)；因為在動模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機構(gòu)簡單易行 。（3） 保證塑件的精度要求；（4） 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；選擇分型面時應(yīng)避免對塑件的外觀質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，同時需要考慮分型面處所產(chǎn)生的飛邊是否容易修整清除，當(dāng)然，在可能的情況下，應(yīng)避免分型面處產(chǎn)生飛邊。（5） 便于模具加工制造；盡量選擇平直分型面或易于加工的分型面。（6） 對成型面積的影響；注射機一般都規(guī)定其相應(yīng)模具所允許使用的最大的成型面積及額定鎖模力，注射成型過程中，當(dāng)塑件（包括澆注系統(tǒng)）在合模分型面上的投影面超過允許的最大成型面積時，將會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，這時注射成型所需的合模力也會超過額定鎖模力，因此，為了

26、可靠的鎖模以避免漲模溢料發(fā)生，選擇分型面時應(yīng)盡量減少塑件（型腔）在合模分型面上的投影面積。（7） 對排氣效果；分型面應(yīng)盡量與型腔充填時塑料熔體的料流末端所在的型腔內(nèi)壁表面重合。（8） 對側(cè)向抽芯的影響；當(dāng)塑件需側(cè)向抽芯時，為保證側(cè)向型芯的放置容易及抽芯機構(gòu)的動作順利，選定分型面時，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向，將較深的孔或較高的凸臺放置在合模方向，并盡量把側(cè)向抽芯機構(gòu)放置在動模一側(cè)。以上闡述了選擇分型面的一般原則及部分示例，在實際設(shè)計中，不可能全部滿足上述原則，一般抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。 結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),分型面確定在塑件的最大投影面積上.如圖1-3所示 圖1

27、-3分型面 圖1-4模具裝配圖 3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進行強度和

28、剛度校核。本套模具的成型零件包括凸模，凹模和主型芯和小型芯。一）.凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模是成型塑件外表面的成型零件。凹模的基本結(jié)構(gòu)可分為整體式，整體嵌入式和組合式。（1） 整體式凹模很顯然，它有較高的強度和剛度，但加工較困難。需要用點火花，立式銑床加工，僅適合于形狀簡單的中小型塑件。 圖1-5整體式凹模（2）整體嵌入式凹模它適用于小型塑件的多型腔模。將多個一致性好的整體凹模，嵌入到凹模固定板中。整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠的強度和剛度，使用可靠且置換方便。 圖1-6整體嵌入式凹模（3）組合式凹模 通孔凹模在加工切割，線切割，磨削，拋光及熱處理加工時較為方便。無底型腔加工后裝上

29、底板，構(gòu)成凹模整體型腔，稱之為組合式凹模。它是一種大面積的鑲嵌。其底板面積或大于凹模型腔底面，或者就是凹模板。 圖1-7組合式凹模結(jié)構(gòu)綜合此塑件的特點結(jié)構(gòu)簡單并不復(fù)雜所以選擇如圖1-7整體式凹模。 圖1-8整體式凹模二）.凸模和型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模和型芯都是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。主型芯和小型性芯，用來成型塑件整體的內(nèi)部形狀。小型芯也稱成型桿，用來成型塑件的局部孔或槽。（1） 組合式凸模圖1-8為常用的組合式凸模結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)節(jié)省了優(yōu)質(zhì)模具鋼，便于加工和熱處理，也便于動模與定模對準(zhǔn)。圖1-9組合式凸模結(jié)構(gòu)（2） 圓柱型芯結(jié)構(gòu) 下圖所示為常見的圓柱型芯結(jié)構(gòu)圖1-10圓柱型芯結(jié)構(gòu)本制品選擇

30、了如圖1-11組合式的凸模節(jié)省了材料也有利于加工。但也有別與其他的組合方式，這樣是因為考慮到使用了推管推出機構(gòu)把主型芯固定在了動模座板上。具體的組合詳見裝配圖。圖1-11凸模三）.小型芯的設(shè)計該制品在有主芯的同時，兩邊的耳朵處有角度同為21的直徑為2.3的小側(cè)孔。由于不適合做滑塊（會與主型芯產(chǎn)生干涉），又因為壁厚?。?mm）孔也小,所選的制品材料在一定的條件下也可以進行強行脫模。綜上分析此小型芯采取強行脫模。小型芯如1-12所示。圖1-12小型芯只所以采用了這樣的一個稍有錐度的小型芯的結(jié)構(gòu)是因為為了配合強行脫模的需要，0.1是在端部的一個圓形的環(huán)的寬度，0.5是梯形的深度這樣做是孔變形和產(chǎn)生的

31、飛邊易去除。五.成型零件工作尺寸計算由于塑件在高壓和熔融溫度下充模成型，并在模具溫度下冷卻固化，最終在室溫下進行尺寸檢測和使用。因此，塑料制品的形狀和尺寸精度的獲得，必須考慮物料的成型收縮率等眾多因素的影響。由于塑件尺寸類型的多樣性，及其成型收縮的方向性和收縮率的不穩(wěn)定性，以及塑件和金屬模的制造公差，因此成型零件工作尺寸的計算，一直是注塑加工中的重大課題。注塑模成型零件工作尺寸，是指這些零件上直接成型塑件的型腔尺寸。主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長和寬），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型腔之間的位置尺寸等。任何塑件都有一定的幾何形狀和尺寸要求，如在使用中有配合要求的尺

32、寸，則精度要求較高。在 模具設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級來確定成型零件的工作尺寸及精度 等級。影響塑件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些影響因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。（1）影響塑件尺寸精度的主要因素如下：1）塑件收縮率的影響式中 塑料收縮率波動所引起的誤差； 塑料的最大收縮率； 塑件的最小收縮率； 塑件的基本尺寸。按照一般要求，塑件收縮率波動所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的1/3。2） 模具成型零件的制造誤差各尺寸的實際偏差由模具制造精度控制在公差范圍內(nèi)，。模具尺寸的公差，由表1-6和表1-8，以模具精度等級和尺寸分段決定。常用的模具制造精度it7或it8，尺寸越大，其公差越大，實際偏

33、差也越大。它們與塑件尺寸公差的關(guān)系見表1-7表1-6注塑模成型零件的制造精度表1-7模具制造公差在塑件公差中所占比例表1-8注塑模成型零件的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值（摘自gb1800-79）3）模具成型零件的磨損是成型零件的磨損影響制品的誤差，已包括兩個方面：一是熔體的沖磨和塑件脫模的刮磨，其中被刮磨的型芯徑向表面有最大的磨損；二是舊模具的修模拋光量。與塑件基本尺寸大小無關(guān)，而與塑件尺寸類型有關(guān)，也與塑料的物理性能，如與鋼表面的摩擦系數(shù)有關(guān)。注塑工程要求模具在使用期限內(nèi)，工作尺寸磨損量造成塑件誤差限止在之內(nèi)。這對于低精度大尺寸塑件，由于值較大而容易達到要求。但對于高精度小尺寸塑件，必須采用鏡面鋼等耐磨鋼種

34、才能達到。生產(chǎn)中實際注射25萬次，型芯徑向尺寸磨損約為0.020.04。4）模具運動零件的動配合綜上所述，塑料在成型過程中產(chǎn)生的最大尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的總和。即： 式中 塑件的成型誤差； 模具成型零件制造公差； 塑料收縮波動所引起的塑件尺寸誤差； 模具成型零件在使用中的最大磨損量； 模具成型零件因配合間隙變化而引起的塑件尺寸誤差。注意： 在設(shè)計時應(yīng)考慮以上各項因素所引起的累積誤差不超過塑件規(guī)定的公差值，即： 成型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進行計算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進行計算；前一種方法簡便，但不適合精

35、密塑件的模具設(shè)計，后一種復(fù)雜，但能較好的保證尺寸精度。本設(shè)計不考慮其它因素對塑件的影響僅考慮塑料的收縮率來計算模具成型零件最基本的尺寸。其基本公式為 a=b+bs式中 a-模具成型零件在常溫下的實際尺寸b-塑件在常溫下的實際尺寸s-塑件的計算收縮率（平均收縮率s=(smin+smax)100/2）所以s=(1.5+3.0)100/2）=2.25 圖1-13塑件基本尺寸圖1-13塑件的尺寸所以模具成型零件的相對應(yīng)的具體尺寸為圖1-14所示圖1-14型芯和型腔相對應(yīng)的工作六.模架的確定注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個，即gb/t125561990塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件和gb/t125551990

36、塑料注射模大型模架。前者適用于模板尺寸為bl560mm900mm；后者的模板尺寸bl為（630mm630mm）（1250mm2000mm）。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架（1）動模板，定模板尺寸的確定因為采用的是整體式凹模和組合式凸模，所以動模板，定模板的大小可以任意制定，模板所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模板的值取的越小越好，但實際中因為要考慮冷卻因素，又因為經(jīng)過模板的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模板外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，又因為要根據(jù)所選擇的壓力機要求，該設(shè)計取模板的大小為330x44

37、0 mm。（2）凸、凹模尺寸的確定凸、凹模受力的作用，其尺寸需要進行強度或剛度校核來確定。還要考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對模架強度、剛度的削弱作用，實際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設(shè)計中凸、凹模尺寸為200x160x40mm。（3）模具高度尺寸的確定各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，是保證模具正常工作和延長模具壽命的根本。完成了以上的工作，確定模具尺寸。墊塊16080x30mm，推板和推管固定板160x130x15 mm，型芯固定板160x130x20 mm。七導(dǎo)向與定位機構(gòu)注射模的導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)用于動、定模之間

38、的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向。錐面定位機構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。導(dǎo)柱：國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大型而長的導(dǎo)柱應(yīng)開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。若導(dǎo)柱需要支撐模板的重量，特別對于大型、精密的模具，導(dǎo)柱的直徑需要進行強度校核。導(dǎo)套：導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易。設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項有：1）合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布

39、置。2）導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出68 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。3）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用h7/f7，低精度時可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用h7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取h7/k6。配合長度通常取配合直徑的1.52倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。4）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動?；蚨?，設(shè)在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。本套模具采用了帶頭導(dǎo)柱與帶頭導(dǎo)套見裝配圖1-4。八推出機構(gòu)的設(shè)計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮觯瓿擅摮鏊芗难b置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)。（1）脫模機構(gòu)的設(shè)計一般遵循以下原

40、則：1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。2）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大的部位。3）結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護。本設(shè)計使用簡單的推管脫模機構(gòu)，因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡單的脫模機構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護帶來方便。（2）推管脫模機構(gòu)推管脫模機構(gòu)是對于有中心孔的園形類塑件最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點。本次設(shè)計所使用的是如下1-14圖所示的把型芯固定在模具底板的形式，這種結(jié)構(gòu)型芯較長，常使用于象此塑件推距離不大的場合。1.動模座板 2.型芯固定

41、板 .3.推板 4.推管固定板 5.推管 6.型芯 7.凸模 8.塑件 9.凹模.圖1-14推管推出機構(gòu)推管的配合：推管的內(nèi)徑與型芯相配合，當(dāng)直徑較小時一般為h8/f7，當(dāng)直徑較大時一般為h7/f7配合，推管外徑與模板孔相配合，當(dāng)直徑較小時一般為h8/f8，當(dāng)直徑較小時一般為h8/f7，推管與型芯的配合長度一般比推出行程大35mm，推管與模板的配合長度一般取推管外徑的1.52倍。九澆注系統(tǒng)設(shè)計注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難

42、易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計中的主要內(nèi)容之一。1 澆注系統(tǒng)的總體構(gòu)成澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道,其由主流道,分流道,澆口及冷料井組成.圖1-15澆注系統(tǒng)的組成（1）澆注系統(tǒng)設(shè)計原則（1） 澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)有降壓，流量和溫度分布的均衡布置；（2） 盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時間；（3） 澆口位置的選擇，應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流，及噴射和蛇形流動，并有利于排氣和補縮；（4） 避免高壓熔體對型芯和嵌件生產(chǎn)沖擊，防止變形位移；（5） 澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易與塑件分離或切除整修容易，且外觀無損傷；（6） 熔合縫位置

43、須合理安排，必要時配置冷料井或溢料槽；（7） 盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量；（8） 澆注系統(tǒng)應(yīng)達到所需精度和粗糙度，其中澆口須有it8以上精度。2) 澆注系統(tǒng)布置在多模腔中，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩類，一般以平衡式為宜。（1） 平衡式布置 從主流道末端到各型腔的分流，其長度，斷面形狀和尺寸都對應(yīng)相等。這種布置可使塑料熔體均衡的充滿各個型腔。一起出模的各塑件質(zhì)量和尺寸精度的一致性好。但分流道較長，對熔體阻力大，澆注系統(tǒng)凝料多。如圖1-16所示，圓周均布，較適合圓形塑件，但流道較長。而h行排列，適宜于矩形塑件。圖1-16澆注系統(tǒng)平衡式布置（2） 非平衡式布置 見圖1-17，由于從主流道末端到各

44、個型腔的分流道（3） 長度各不相等。為了達到均衡充模，需將澆口尺寸按距主流道遠近（4） ，進行修正。此種布置，流程雖短，但制件質(zhì)量一致性很難保證。圖1-17澆注系統(tǒng)非平衡式布置澆注系統(tǒng)無論是平衡式或非平衡式布置，型腔均與模板中心對稱。使型腔和流道的投影中心與注射機鎖模力中心重合，避免注射時生產(chǎn)附加的側(cè)傾力距。2 主流道設(shè)計1）主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計 熔融塑料首先經(jīng)過主流道，所以它的大小直接影響塑料的流速及填充時間。主流道的斷面形狀常為圓形。主流道截面積過小，塑料在流動過程中冷卻面積相對增加，熱量損失大，黏度增加，流動性降低，成型壓力損失大，造成成型困難；如果主流道截面積過大，會使流道容積加大，塑料耗

45、量增多，而且會使塑料流動過程中壓力減弱，冷卻時間延長，容易產(chǎn)生紊流或渦流，使塑件產(chǎn)生氣孔，影響塑件質(zhì)量。一般對于流動性好，塑件較小，主流道要設(shè)計的小些；對于流動性差，塑件較大，主流道要設(shè)計得大些。如圖1-18所示，為了便于凝料從主流道中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其半錐角a=13,內(nèi)壁必須光滑，表面粗糙度應(yīng)有ra0.4um。其小端直徑d2=d1+（0.51）,常取48mm，視塑件重量及補充需要而定。主流道截面直徑的推薦值可查表1。主流道大端處應(yīng)呈圓角，其半徑常取r=13mm,以減少料流轉(zhuǎn)向過度時的阻力。主流道的一端常設(shè)計成帶凸臺的圓盤，其高度為510mm，并與注射機固定模板的定位孔間隙配合。a澆

46、口套 b機床噴嘴圖1-18注射機的主流道設(shè)計 表1-9主流道截面直徑的推薦值 （單位：mm）注射機注射量10g30g60g250g500g1000g主流道進口端與出口直徑d2d3d2d3d2d3d2d3d2d3d2d3ps，pe34.53.554.564.56.55.57.55.58.5abs，as34.53.554.564.575.585.58.5psu，pc3.5445.556.557.568.569注：d2進口端直徑；d3出口端直徑在保證塑件成型良好的前提，主流道的長度l要盡量短，否則將會使主流到凝料增多，塑料耗量大，且增加壓力損失，使塑件降溫過多而影響注射成型。通常主流道長度可小于或等

47、于60mm。（2）主流道襯套（澆口套）的形式由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材（如t8a等）單獨加工和熱處理（硬度為5357hrc），或用45，50，55等表面淬火（=55hrc）。當(dāng)主流道穿過幾塊模板時，為防止溢料而使主流道凝料脫模困難，也應(yīng)采用澆口套澆口套的主要作用是：1） 使模具安裝時進入定位孔方便而在注射機上有很好的定位，與注射機噴嘴孔吻合，并能經(jīng)受塑料的反壓力，不至被推出模具。2） 作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料桶內(nèi)的塑料過渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通地到達型腔，在注射過程中不應(yīng)有塑料溢出，同時保證主流道凝料脫

48、出方便。澆口套的結(jié)構(gòu)形式有：1） 整體式：即把用于與注射機定位模板上中心定位孔配合定位的臺肩及用于構(gòu)成主流道的一部分做成一體。2）分體式：即把用于與注射機定模板中心定位孔配合定位的臺肩和用于構(gòu)成主流道的部分分開制作。這時的臺肩就叫定位環(huán)。定位環(huán)與注射機定模固定板上的定位孔之間采用比較松動的間隙配合，如h11/h11或h11/b11。對于小型模具，定位環(huán)與定位孔的配合長度可取810mm；對于大型模具則可取1015mm.。本次設(shè)計所采用的是如下圖1-19所示的澆口套。圖1-19澆口套3分流道設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布

49、置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。1） 分流道的形狀及尺寸分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，u形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成圓形流道。（a） (b) (c) (d) (f)圖1-20分流道的截面形狀常用分流道斷面尺寸推薦如表1-10所示。表1-10流道斷面尺寸推薦值塑料名稱分流道斷面直徑mm塑料名稱分流道斷面直徑 mmabs，as 聚乙烯尼龍類聚甲醛丙烯酸抗沖擊丙烯酸醋酸纖維素聚丙烯異質(zhì)同晶體 4.89.5 1.69.5 1.69.5 3.510 810 812.5 510 510 810聚苯乙烯軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯熱塑性聚酯聚苯醚聚砜離子聚合物聚苯硫醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 3.58.0 6.510 6.510 2.410 6.5132） 分流道的長度 分流道要盡